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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국해양연구원 Korea Ocean Research & development Institute |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2008-12 |
주관부처 | 국토교통부 Ministry of Land, Infrastructure, and Transport |
등록번호 | TRKO201600014015 |
DB 구축일자 | 2016-12-17 |
1. 사업개요 - 본 연구용역사업은 시화호 종합관리계획(‘01.8)의 목적을 달성하기 위하여 제도적, 정책적 및 기술적인 지원을 하고, 동 계획 및 시화호관리위원회 운영규정(총리훈령 443호)에서 정한 해양수산부 소관 사업을 종합적으로 이행하여 시화호의 환경복원 및 시화호유역의 지속가능한 개발을 도모하고자 수행되었다.
본 연구에서는 2단계 시화호 특별관리해역 종합관리계획('06~11) 및 세부시행계획 수립, 통합 환경모니터링 수행방안, 육상기인 수질오염 개선 방안 검토 및 관련기술의 시범적용, 시화호 환경관리 지역역량강
1. 사업개요 - 본 연구용역사업은 시화호 종합관리계획(‘01.8)의 목적을 달성하기 위하여 제도적, 정책적 및 기술적인 지원을 하고, 동 계획 및 시화호관리위원회 운영규정(총리훈령 443호)에서 정한 해양수산부 소관 사업을 종합적으로 이행하여 시화호의 환경복원 및 시화호유역의 지속가능한 개발을 도모하고자 수행되었다.
본 연구에서는 2단계 시화호 특별관리해역 종합관리계획('06~11) 및 세부시행계획 수립, 통합 환경모니터링 수행방안, 육상기인 수질오염 개선 방안 검토 및 관련기술의 시범적용, 시화호 환경관리 지역역량강화, 시화호 특별관리해역 환경복원 및 시화호 유역의 지속가능한 발전 도모 관련 이해당사자간 갈등최소화 방안 검토 및 효율․효과적인 유역통합관리체계검토 등을 통하여 시화호 유역의 연안통합관리체제를 구축하고자 하였다. 특히 2단계 시화호 종합관리계획과 동 계획의 세부시행계획 및 순환관리체계를 수립하여 시화호 및 유역에 대한 환경모니터링을 통하여 오염 추세를 파악하고, 비점오염 관리를 위한 최적관리기술의 적용 등 관련기술의 시범적용을 통해 수질개선과 생태계 복원사업을 지원하였다.
2. 시화호 종합관리계획 및 제도개선 - 시화호 목표수질 달성 및 개발사업에 따른 해양환경위협 및 이해당사자간 갈등을 완화하고 시화호 유역의 지속가능한 발전을 도모하기 위하여 2단계 시화호 종합관리계획(‘07~’11)을 확정하고 이에 따라 ‘08. 2월 현재 2단계 시화호 종합관리계획 세부시행계획을 확정하였다. 총 61개 사업, 8,186억원으로 각 관련기관에서 제출되었으며 1단계에 미투자된 예산과 2단계에 새롭게 추가된 사업비를 합한 예산으로 투자계획이 제출되었다. 환경오염개선 분야의 세부사업수와 예산이 가장 많은 비중을 차지하였으며 생태계관리, 환경조사예측, 연안자원이용, 지역역량강화, 통합관리의 순으로 제출되었다.
3. 시화호 종합관리계획 순환관리 체계 구축 - 본 연구에서는 2단계 시화호 사업에 대한 순환관리체계 구축을 위한 성과관리체계를 설계하는 것을 사업의 범위로 하고 있습니다. 이를 통해 시화호 2단계 사업의 전략적 성과관리와 각 수행기관의 사업수행상의 성과 모니터링을 체계적으로 수행할 수 있도록 하고자 합니다. 또한 체계화되고 계량가능한 성과지표를 통해 성과 실적을 집계, 관리, 모니터링하여 사업이 제대로 전개되어 가는가에 대한 시행사업의 시화호 2단계 사업 성과 연계성을 아울러 검토해 볼 수 있도록 하고자 한다.
본 연구에서는 이러한 목적을 위하여 시화호 2단계의 사업의 전략적 성과관리체계를 위한 전략맵을 설계하고, 해당 핵심성과지표를 도출하였고, 아울러 각 수행기관의 실제 수행하는 사업을 선별하여 해당 사업 성과모니터링을 위한 Scorecard 개발하였다.
본 연구의 결과는 초기에 무리한 실제 적용에는 문제가 생길 수 있으므로, 초기에는 측정,모니터링이 용이한 사업을 중심으로 적용하면서, 개선사항을 보완하고, 운영의 경험을 토대로 전체 적용을 해나가는 것이 바람직하다고 봅니다. 또한 매년 연단위 사업 성과관리에 대한 재검토를 통해 매년 단위로 사업 성과모니터링을 위한 성과지표를 보완/조정하는 것이 요구됩니다. 따라서 지속적이고, 체계적인 성과관리 모니터링을 위해서는 책임 조직을 정하여 추진력을 갖도록 하는 것이 필요하다.
4. 시화유역 통합 모니터링 업무조정․정보공유망 구축방안 - 2004-2007년 시화유역 수질모니터링 자료를 검토한 결과, 일부 기관은 수질모델링에 필요한 COD, TN, TP, POC 및 DOC를 분석하지 않는 것으로 나타났다. 한편, 한국해양연구원, 한국수자원공사 및 서해수산연구소의 자료 분석결과에서 총인 및 인산염의 결과는 동일하나, COD, SS 및 총질소의 값은 차이가 있었는데, 조사시기, 정점위치, 분석방법 및 표층수의 채수수심에 다른 결과로 판단되었다. 2009년부터 표층수 채수수심은 동일하게 실시(표층-60cm)하기로 결정하였다.한편, 3차례의 정도관리 결과로부터 분석방법 및 분석장비 검토하였으며, 상호방문에 의해 문제점을 해소하기로 하였다. 수질모니터링 자료 활용방안에서는 자료를 공유하여 수질변화 및 자료해석에 적극적으로 활용하기로 하였느데, 지자체 자료는 실무협의회를 통하여 공유하여 활용하기로 결정하였다.
5. 시화호 수질 및 퇴적물 모니터링 - 시화호 수질 및 퇴적물 환경조사 - 표층 용존산소포화도는 8월에 호중앙부의 북측지역에서 220%를 상회하였고, 저층에서는 배수갑문 인근지역을 제외한 호 중앙지역까지 5% 이하의 낮은 포화도를 나타냈다. 4월과 6월 그리고 10월에는 상류지역에서 5~7mg/L를 나타냈으며, 배수갑문으로 가면서 점차적으로 낮아지는 양상을 보였는데, 2007년에 비하여 낮은 농도이다. 반면에, 8월에는 상류지역에서 4월과 6월에 비하여 높게 나타나지 않았다. 총인 및 총질소는 예년과는 다르게 상류지역에 크게 높지 않았으며, 호내에서 비교적 균일한 분포 나타냈다. 예년에 비하여 강우량이 많지 않아서 하천을 통한 인 및 질소량이 적었기 때문이다. 영양염은 염분과 상관성을 보이지 않았는데, 시화호로 들어오는 영양염은 하천을 통하여 규칙적으로 유입되지 않고, 강우시 일시적으로 유입되므로 상관성을 나타내지 않는 것이다. 8월에는 염분구배에 따른 농도변화가 매우 작게 나타났다. 연속관측 결과, 여름철에 저층의 인산염과 암모니아는 총인 및 총질소중에서 각각 88.6%, 62.9%의 높은 비율을 차지하였다. 저층의 빈산소화로 인산염 및 암모니아의 용출이 크기 때문이며, 이 현상은 10월에는 나타나지 않았다.
시화호 내측 표층수의 유기물의 분포 및 변화 양상을 살펴 본 결과 입자성유기탄소의 분포는 클로로필- a의 분포 변화에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히, 여름철 시화호중심부 조사정점에서 높은 농도의 입자성 유기 탄소와 클로로필-a가 관찰되었다. 시화호내 총 유기탄소의 60% 이상은 용존유기탄소가 차지하여 시화호 내 유기 탄소는 용존유기탄소가 우점하고 있는 것으로 나타났다. 2004년 이후 다소 감소하던 표층의 용존유기탄소평균 농도는 2007년 다시 증가하였으며, 2008년에는 약 3 mg/L 전후의 농도로 다소 감소하였다. 총 유기탄소의 변화 역시 용존유기탄소와 유사하였으며 2008년 현재 약 5mg/L내외의 농도 범위를 나타내고 있었다.
표층수의 용존 및 총 중금속 분포는 호수의 내측의 반월공단과 신길천 주변에서 높고 배수갑문으로 가면서 감소하는 경향이었다. 시화호 형성 초기에 비해서 낮은 중금속 농도지만 2003~2004년에 Ni, Cu, Zn은 큰 변동과 상승 추세를 보여 주변 환경으로부터 강한 오염부하가 있은 것으로 판단되며, 해수화는 국지적으로 오염 개선에 효과가 있었다.표층 퇴적물의 중금속은 공단과 신길천 주변, 호수 중앙지역에서 높았고, 배수갑문 주변에서 낮은 농도를 보여서 오염원의 근접, 그리고 해수화에 의한 효과가 반영되고 있었다.Cd을 제외하고는 정점에 따라서 미국의 ERL을 초과하였다.
6. 시화호 부유생태계 모니터링 - 시화호의 부유생물 군집은 시화호 상류에 생물량이 집중되고, 하류로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었다. 식물플랑크톤의 시화호 상류 집중은 높은 무기 영양염 농도를 기초로 하며, 이는 먹이사슬을 통해 원생동물 및 동물플랑크톤의 생물량 증가를 유도하는 것으로 보인다. 그러나 식물플랑크톤은 겨울에는 외해역에서 시화호로 동계 종이 유입되어 하류부에서 규조류 대증식을 일으켰고 여름에는 집중적인 하천수 유입으로 시화호 전역에서 생물량이 급증하는 계절 양상을 나타내었다. 원생동물의 4월 증식도 염분 변화에 내성이 강한 기회성 종에 의한 결과이며, 동물플랑크톤 역시 동계와 춘계에 외해에서 유입된 종들에 의한 종 천이가 이루어지고 있어, 시화호는 담수 유입 또는 외해수 유입에 따라 군집 조성이 영향을 받는 것으로 나타났다. 시화호 내에서 규조류는 규산염에, 와편모조류는 질산염에 의해 제한될 수 있는 것으로 나타났으며, Si/N 이 감소하고 있어, 당분간 와편모조류의 우점이 지속될 것으로 예상된다. 또한 2004년 이후 시화호의 종 다양성은 낮아졌음에도 불구하고 생물량이 꾸준히 감소한 결과로 부영양화는 다소 개선된 것으로 나타났다. 원생동물도 최근 5년간 연 변동에서 기회성 종들의 대증식 빈도감소와 현존량 감소가 나타났으며, 미약한 수준이나 종 다양성 지수의 증가 추세를 보여주고 있어, 시화호 내측의 원생동물 군집이 다소 호전되는 경향을 보여주고 있으나, 아직도 단일종에 의한 높은 우점 현상은 지속적으로 발생하고 있다. 동물플랑크톤에 있어서도 호전된 생태환경을 보이기는 하나 시화호 생태계의 불안정성은 여전히 지속되고 있다.
시화호는 연중 높은 영양염 농도로 인해 식물플랑크톤 현존량이 증가하고 이는 동물플랑크톤의 재생산 증가로 이어져 동물플랑크톤 개체군의 크기를 증대시키는 상향 조절(Bottom up control)을 우세하게 나타난다. 표영 생태계에서 풍부한 무기물에 의해 대량으로 생성된 유기물(식물플랑크톤, 동물플랑크톤)은 역으로 수질 환경에 영향을 미치게 된다. 동식물플랑크톤 증가는 자생성 유기 오염도를 증가시켜 화학적 산소 요구량을 증가시키게 되며 저층 최적과 동시에 성층 형성으로 인해 고수온기에 저층 저산소층 형성을 유발한다. 특히,동-춘계 동식물플랑크톤의 생물량은 성층 강도와 더불어 저산소층의 시기, 범위 그리고 강도에 영향을 미친다. 결론적으로 시화호는 외부에서 유입 또는 재순환 과정을 통해 연중 풍부한 영양염 농도를 보이며, 이는 생물학적 과정을 거쳐 대량의 유기물을 생성하고 수질환경의 변화를 초래하는 순환이 해마다 반복적으로 나타나고 있다.
부유성 어란은 내측보다 외측에서 다양한 종조성 및 높은 출현량을 나타내었다. 시화 내측에서는 멸치와 전어, 외측에서는 멸치가 우점하였다. 자치어는 망둑어과와 멸치가 공통적으로 우점하였다. 2005년부터 2008년까지 자치어는 대부분의 시기에 출현하였으며, 내․외측에서 다소 차이를 보이지만 주로 4월부터 8월 사이에 집중적으로 출현하였다. 동계에는 흰 베도라치, 춘계와 하계에는 주로 망둑어과가 지속적으로 우점하는 것으로 나타났다.
7. 시화호 저서생태계 모니터링 - 시화호 및 외해역의 대형저서동물과 환경요인을 조사하고,저서생태의 변화와 내․외해역간의 군집동태를 파악하기 위해 2008년 3월, 6월, 8월에 걸쳐 3회 현장조사를 실시하였다. 또한 조력발전소 가동에 따른 배출수의 영향을 평가하기 위한 사전 준비단계로서 저서동물군집 안정도 평가기법을 이용하여 외해역의 서식지 건강도를 평가하였다. 2008년 조사 결과 시화호 저서생태계는 예년과 유사한 경향을 보였다. 시화호 여름철 저층 빈산소 형성과 퇴적물의 높은 유기화합물에 의해 외해역의 대형저서동물이 몇몇 종을 제외하고 시화호 내로 확장하지 못하게 하는 제한요인 이다. 3월조사에서 시화호의 수괴는 성층이 형성되지 않고, 저층까지 산소가 충분히 공급된 환경이었으며, 겨울과 봄철에 일차적으로 등가시버들갯지렁이(Capitella capitata)가 가입하는 하였다. 그러나 봄철에 다시 수온 상승과 함께 시화호 고유종이 천이되며, 여름철에 빈약한 생물상이 되는 순환과정을 확인하였다. 해수유통량이 2005년 8월의 배수갑문 조작변경을 기점으로 해수유통량이 증가하게 되었고, 이는 갑문해역 저층수괴의 산소환경 개선에 기여하였다. 이로 인해 갑문해역 특성군집의 서식지가 확대되었으며, 이 지역의 저서동물 조성도 새롭게 변하는 경향을 보였다. 즉, 이전에 갑문해역 우점종이었던 두줄박이참갯지렁이의 밀도가 크게 감소한 반면, 노랑꼭지대양조개의 서식밀도는 갑문조작 변경 후 갑문해역에서 크게 증가하였다.갑문해역에서 긴자락송곳갯지렁이와 아기반투명조개 등이 크게 증가하였으나, 2008년 6월부터 정점 5에서 감소하는 모습을 보였다. 그러나 새로운 군집을 형성한 종들 역시도 오염지시종이었으며, 단지 오염 내성 준위가 상대적으로 낮은 종으로 바뀌었을 뿐이었다. 갑문해역 군집은 외해역 군집과는 여전히 유사성에 있어 큰 차이가 있었으며, 또한 외해역에 서식지 근간을 둔 종들의 대부분은 시화호 내측으로의 서식지 확장을 제한 받고 있었다.외해역의 서식지 건강성을 저서동물을 이용하여 분석한 결과, 하수종말처리장 배출구와 인접한 해역과 시화호 배출수의 영향을 받는 외측의 갑문 인접해역에서 상대적으로 교란된 군집상태를 보였으나, 전체적으로 “오염 진행상태”로 평가된다. 시화호 형도와 음섬 주변에서 수변부의 저서동물군집은 낮은 종수에 높은 서식밀도를 보였으며, 서식종의 대부분은 시화호 조하대에서 서식하는 종으로 구성되었다. 형도와 음섬 주변 수변부에서 자원생물로 바지락과 동죽이 확인되었다. -1.5m 이상 고도에서는 자원생물이 서식하지 못했으며, 바지락의 경우, 하부로 갈수록 치패수준의 개체가 높은 밀도를 보였다.
8. 시화호 간석지 생태계 모니터링 - 시화호 간석지 생태계의 변화를 추적하고 이에 대한 적절한 관리 방안을 도출하기 위하여 2000년부터 영구조사지점을 선정하여 모니터링하였다. 2008년 모니터링한 결과는 다음과 같다.
첫째, 시화호 내에 생육하는 식물종은 40과에 169종, 22변종, 1품종으로 총 202종류가 확인되었다. 2007년과 비교하면 총 5종류가 증가한 것이다. 2007년도에는 생육하고 있었으나 2008년도에는 확인하지 못한 종은 가는보리풀, 쑥갓, 당근, 작살나무, 붕어마름, 모새달, 큰 천일사초 및 뿔말의 8종이었고 2008년 새로 확인한 식물종은 새우가래, 민나자스말, 개구리밥, 좀개구리밥, 모래지치, 산딸기, 조개풀, 큰엉겅퀴, 제비쑥, 고추 참깨, 큰하늘지기 및 나도방동사니의 13종이었다. 미확인한 식물종은 대부분 재배식물이었고 새로 확인한 식물종은 재배식물, 교란지식물, 과거에도 생육하였지만 일시적으로 확인하지 못한 식물, 귀화종 등으로 구분할 수 있었다. 한편, 염생식물 혹은 해안 사구식물종은 총 24종으로 종수는 1종이 감소하였고 전체에 대한 비율은 11.9%로 감소하였다. 귀화종은 51종류로 2007년보다 1종이 감소하였으며 비율은 전체의 25.2%로 1.6% 감소하였다.
둘째, 시화호 간석지의 식생지의 면적은 선감도 조사지선만 제외하면 감소하였고 특히, 형도와 대부도 조사지선에서는 현저한 감소를 보였다. 이것은 2008년 감소하였다기보다는 2007년에 증가하였던 것이 원상태로 된 것으로 볼 수 있다. 즉, 2006년 과도하게 침수된 지역이 원상태로 회복되고 수체의 수위가 낮아짐에 따라 새로이 노출된 지역이 증가함에 따라 이 지역에 새로이 식생을 형성하였지만 2008년 다시 일부 침수됨으로써 감소된 것으로 볼 수 있다. 평균 피도는 음도 조사지선만 제외하면 모두 증가하였다. 특히, 대부도 조사지선은 무려 30% 이상 증가하였다. 각 조사지선에서 피도가 증가한 종은 띠 혹은 해홍나물이었고 감소한 종은 퉁퉁마디와 산조풀이었다. 이러한 결과에 의하면 토양 내 수분 수지는 2007년보다 2008년이 불량한 것으로 해석되며 일부 지역에서 2006년의 침수는 식생이 큰 영향을 주었던 것으로 해석된다.
셋째, 위성류는 자연 상태에서의 고사한 개체가 145개체로 이들의 비율은 14.0%이었다. 그러나 새로 출현한 개체는 173개체로 16.7%로 고사율보다 높았다. 자연적으로 고사한 개체는 대부분 크기는 작을수록 많았고 최대 8 ㎝까지는 고사할 수 있는 것으로 나타났다. 개화율은 크기가 증가할수록 높아졌지만 가장 작은 계급에서도 추계에는 50.0%를 나타내었다. 그리고 가장 큰 계급에서도 89.7%이었으며 평균 78.0%(춘계) 혹은 80.8%(추계)이었다.한편, 위성류의 생장은 어린 개체의 생장률이 높고 크기가 증가할수록 감소하였으나 어린 개체는 고사하거나 새로 출현하는 줄기가 많아 군락의 밀도를 불안정하게 하는 요인이 되고 있다.
넷째, 고등동물은 조류와 포유류로 구분하여 2003년도부터 4개 지역을 선정하여 선조사법과 정점조사법을 병행하여 조사하였다. 조류는 2003년부터 2005년까지 44종→57종→74종으로 현저히 증가하였으나 2006년 57종, 2007년 56종, 2008년 62종으로 비교적 안정된 형태를 보여주고 있었다. 개체수는 2003년부터 매년 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 그런데 2008년은 동계 조사까지 실시한 결과 물새류가 무려 24,628개체가 관찰되어 시화호는 물새류의 보금자리의 역할을 하는 것으로 나타났다. 한편, 5년간 관찰된 법적 보호종은 19종으로 나타났다. 포유류는 5년 동안 총 13종이 서식하였으며 법정보호종으로 삵과 수달의 흔적이 관찰되었다.
다섯째, 한국수자원공사에서 제시한 ‘시화호 생태네트워크 구축방안’의 타당성을 검토한 결과 현장 조사 및 문헌조사 내용은 매우 충실하나 송산그린시티를 건설하기 하기 위한 사전영향평가의 특성을 보여주고 있어 생태네트워크와는 다소 거리가 있는 것으로 판단되었다. 이를 보완하기 위해서는 네트워크에 필요한 녹지공간을 현재보다 더 확보할 필요가 있는 것으로 판단되었다. 특히, 고라니가 이동하기 위한 통로에 대하여는 더욱 세밀한 조사와 함께 녹지공간의 확보가 필요할 것으로 생각되었다.
9. 시화호 수산물 보건 위해성 평가 - 대장균 군, 대장균은 패류 및 어류의 내장에서 우리나라 및 EU 기준인 230MPN/100g 이상을 초과하는 량이 검출되었고, 또한 어류 내장 내총세균수는 우리나라 수산물 위생기준 기준 100,000/g 이상 초과하였으며, 어류의 근육 내에서는 기준치 이하였다. 전조사 기간동안 어패류 체내 미량금속 농도는 비소(As)의 경우 호주의 패류기준인 1 mg/kg.wet를 상회하는 농도를 보였으나 미국 패류의 기준인 86mg/kg.wet에 훨씬 못 미치는 낮은 농도분포를 보였으며, 그 외 성분들은 각국의 수산물안전기준 이하의 농도 분포를 보였다. 패류인 진주담치, 굴 및 어류의 경우 시화호 내외측간 뚜렷한 농도 농도차이를 보이지 않으나 굴의 경우 시화호 내측에서 방조제에서 가장 근접한 정점과 외해의 안산시 하수처리수 유입이 가장 가까운 정점에서 구리 및 아연의 농도가 일반적인 상업성 굴의 농도에 비해 5배에서 10이상의 매우 높은 농도를 보이는 것은 아마도 도로와 가장 가까운 정점들에서 타이어의 마모에 의한 입자성 물질의 하수 혹은 대기를 통한 직접접 영향과 다른 조사 정점에 비해 퇴적물 농도가 높은 농도를 보인는 것으로 보아 이에 간접적인 영향을 받는 것으로 보여 지며, 또한 다른 생물에 비해 굴의 생리적현상에 의해 높게 농축되어지는 것으로 보인다.
10. 유입하천의 비점오염부하 모니터링 - 비점오염관리 시범 소유역으로 지정된 안산천과 화정천 하류에서 강우시 7회에 걸쳐 비점오염 부하량을 강우량이 3mm 이상시 자동채수장치가 작동하도록 하여 최초 2시간 동안은 30분 간격, 그 이후에는 1시간 간격으로 채수하였다. 시간에 따른 변화는 일정하지 않았으며, 어떠한 패턴도 보이지 않았다. 강우가 끝난 후에 COD 강우중 최조 농도의 1/4 정도까지 떨어졌다. 입자성 유기탄소와 부유물질은 좋은 상관관계를 보였다. 2004-2008년간의 자료를 비교해 보면, 안산천의 총인은 2004년부터 변화가 크지 않았으며, 농도범위도 비교적 균일하였으며, 총질소는 전체적으로 평균농도는 변화가 크지 않았아다. COD는 2008년에 과거에 비하여 강우시 농도변화가 작았다. 화정천의 총인은 안산천에 비하여 농도변화가 크며, 총질소도 전체적으로 변화범위가 크게 나타났다. COD는 2008년에 과거에 비하여 농도변화가 작았으며, 평균농도도 낮았다.
11. 시범 소유역에 대한 비점오염 모델의 구축 및 모델 검ㆍ보정 - 본 연구는 우리나라의 유역환경에 적합한 분포형 유역모델인 CAMEL 2.0을 시범 소유역인 안산천 및 화정천 유역에 시험 적용함으로써 비점오염 부하의 정량적 평가와 더불어 시화호 유역에 적합한 비점오염 모델을 완성하는 것을 목적으로 수행되었다. 안산천 및 화정천 유역(유역면적 50.6 km2)을 100 m ☓ 100 m ☓ 100 m 격자망으로 분할하고 2006년 1년간의 기간에 대하여 1일의 시간간격으로 CAMEL 2.0 모델을 적용한 바, 주요 모의 결과는 다음과 같다.
강우량의 약 60%가 하천을 통해 시화호로 유출되는데 그 대부분은 침투초과 강우량으로서 강우량의 약 49%를 차지한다. 침투초과 강우량의 대부분은 불투수 면적의 비율이 높은 도시지역에서 발생한다. 점토와 미사는 침식량의 90% 이상이 유역출구까지 운반되지만, 세립사와 조립사는 각각 침식량의 19%와 0.4% 만이 유역출구까지 운반되고 나머지는 평탄 지역의 하천 바닥에 퇴적된다. 면상침식과 릴에 의한 침식/운반은 모두 안산천 상류에 위치한 급경사의 산지에서 주로 발생하는 것으로 나타났으며, 대부분의 유사는 안산천본류를 따라 부유사로서 운반되어 시화호로 유입된다. 시화호로 유입되는 유사의 총량은 약 7.2 ton/year로서 그 중 부유사가 98%, 소류사가 2%를 차지한다. 유기탄소는 대부분 경작지에서 발생하여 하천으로 운반되는데, POC는 대부분 밭으로부터 하천으로 운반되며, DOC는 밭과 논으로부터 운반된다. 이산화탄소 발생량 또한 대부분 논과 밭에 집중되어 있으며 산림지역에서의 그것은 상대적으로 미미하다. 시화호로 유입되는 POC는 약 14ton/year, DOC는 약 2 ton/year이다. 대부분의 질소 변환이 경작지와 골프장에서 집중적으로 발생하는데, NH4는 절대량은 많지 않으나 대부분 밭과 산림으로부터 하천으로 운반되며, NO3는 집중 배출되는 일부 경작지를 제외하면 산림지역보다 도시지역과 밭으로부터 상대적으로 많은 양이 하천으로 운반된다. 또한 밭에서는 다량의 NO3가 지하 대수층으로 운반된다. 시범 소유역에서 시화호로 유입되는 NH4는 약 0.017 ton/year이고,NO3는 약 0.3 ton/year이다. 용존성 인의 운반은 화학비료 투입 이후에 크게 증가하며,입자성 인과 용존성 인 모두 밭과 골프장에서 집중적으로 발생하여 하천으로 유출된다.특히 입자성 인은 안산천 상류에서 많은 양이 배출되어 안산천을 통해 시화호로 유입되고 있다. 시범 소유역에서 시화호로 유출되는 입자성 인은 약 6.0 ton/year이고, 용존성인은 약 0.008 ton/year이다.
12. 비점오염원 저감을 위한 최적관리기법 시범적용 및 성능 모니터링 - 국토해양부 시화호 환경개선 시범학교로 지정된 안산천 유역의 송호중학교 학교부지내에 비점오염 저감시설을 설치하고 교육전시장을 조성하였다. 송호중학교내에는 우수침투시설과 우수 차집시설, 우수여과시설, 52톤 규모의 지하저류조, 식생여과대, 투수성 포장, 침투도랑, 빗물정원 등 다양한 비점오염 처리시설이 설치되었다. 또한 우수 재활용시설, 옥상녹화시설, 실내 교육전시장 등을 설치하여 본격적인 홍보와 비점오염 저감시설 확산을 위한 기반을 조성하였다. 송호중학교에 설치된 시범 전시교육 시설은 향후 시화호의 수질개선을 위한 비점오염 관리와 물순환 생태도시 조성에 활용될 것이다.
13. 유동 및 부유사 확산 수치모형 - 시화호 내외측의 해수유동 특성과 조력발전소 가동에 의한 해수유동 특성변화를 파악하고 오염물질 확산실험의 입력자료를 제공하기 위하여 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Computer code, 미국 버지니아 해양연구소 개발)를 사용하여 해수유동 수치실험을 수행하였으며, 시화조력발전소 가동시 호내에 존재하는 퇴적물의 호외 확산특성을 파악하기 위하여 EFDC 모델의 퇴적물이동 모듈을 이용하여 오염물질확산 실험을 수행하였다. 시화호 내외측 표층퇴적물에 대한 실내 침강 및 침식실험결과를 이용하여 모델의 신뢰성을 향상하였으며, 조력발전소 가동에 의해 재부유된 호내 퇴적물의 외해 유출 및 확산 모의결과, 1 mg/L 등농도선은 동측으로 팔미도 남동측약 4 km 해역까지 확산되며, 서측으로 소래포구 입구까지 확산되고, 2 mg/L 등농도선은 발전소 전면해역의 저층에 일부 나타나는 것으로 모의되었다. 호내측은 다소 복잡한 양상으로 수심이 낮고 수용적이 적은 호 동측에서 10 mg/L 이상의 농도가 나타나는데 이는 호 동측의 적은 수용적으로 인하여 재부유된 부유사를 희석시킬 주위수의 양이 적기 때문으로 사료된다. 또한 유속이 강화되는 발전소 남측 수역에서 2 mg/L 이상의 농도가 나타났으며, 호내에서 조력발전소 가동에 의하여 최강유속이 40 cm./s 이상으로 강화되는 구역은 조간대를 제외하면 발전소 인근과 시화호 동측 발단부의 협수로 입구로 나타났다.
조력발전소 가동에 따른 시화호 내측 배수갑문 주변 해저 퇴적층의 세굴 특성을 알아보기 위하여 세굴률 측정 실험 결과들을 FLOW-3D 모델에 반영하였으며, 전 수문 수차에서 동시방류시 실험을 15일간 실시하였다. 실험 결과, 세굴양상은 표층 30cm 정도의 Silt & Mud 층은 2일 이내에 동시 다발적으로 95% 정도 부유하며, 저면 표층이하 Sand질 로 가정한 경우에도 15일 이내에 극심한 변화를 나타냈다. 시간 경과에 따른 해저면의 세굴 경과를 산정하기 위하여 15일간 모의한 결과 시화호 내측 및 외측 모두에서 수문 수차 주위에서 활발한 지형변화가 예측되었으며, 저면 상부층 부유 이외에도 활발한 침퇴적이 발생하는 것으로 예측되었다.
산정된 세굴량은 Silt & Mud 층(하부 1층)은 세굴깊이가 평균 30cm이며, 총 세굴양은 약675,000㎥이며, Sand 층은 세굴깊이가 최대 6m (평균 1.2m)이며, 총 세굴량은 약 585,000㎥(312,000㎥ (내측) + 273,000㎥ (외측) = 585,000㎥)로 예측되었다. 또한, 수차 주위의 총 세굴량은 1,260,000㎥로 산정되었다.
14. 지역역량강화 및 연안관리 시민참여강화 - 지역역량강화 분야에서는 2개의 사업이 진행되었다. ‘일반시민을 위한 시화호현장투어’ 는 말 그대로 시화호에 대해 전혀 모르는 일반시민이나 청소년을 대상으로 시화호에 대해 알려주는 입문적 교육활동이다. 이 활동은 요구가 많아 애초에 계획된 8회차를 넘어 13회차에 걸쳐 실시되었다. 실시하는 과정에서 가능한 한 청소년들의 경우 사전에 학교에서의 사전교육을 하고 현장투어를 실시하여 교육의 효과를 배가 시킬 수 있도록 하였다.
한편 시화호 유역에서 활동하고 있는 환경교육활동가들을 대상으로 지역의 연안관리역량을 강화를 위한 2회의 워크숍이 개최되었다. 1차 워크숍인 ‘연안관리역량 강화를 위한 환경교육워크숍’은 지역의 환경교육 활동 현황을 공유하고 공동의 장기적인 목표와 전망에 대해 논의하는 계기를 마련하였으며, 이를 통해 시화호환경교육과 관련된 지역의 당면한 요구와 시급한 과제를 도출할 수 있었다. 이어서 1차 워크숍의 결과와 성과를 발전적으로 확대하기 위해 시민조사단 구성 및 활동의 가능성과 방향성에 대한 심층적 논의를 위한 2차 워크숍 ‘시화호 환경문화 시민조사단 구성 점검을 위한 워크숍’을이 개최되었다. 1차 워크숍에서는 시민조사단의 필요성에 대한 제기와 시급한 조사 분야에 대한 논의가 이루어졌다면, 2차 워크숍을 통해서는 그간 지역에서 자생적으로 주민들에 의해 이루어진 조사활동의 수준을 점검해 보고, 추후 시민조사단의 활동의 구체적 분야와 방식에 대한 단초를 논의해 볼 수 있는 기회가 되었다. 2차례 워크숍의 성과는 추후2009년 사업을 통해 지속적으로 이어질 수 있도록 하여야 할 것이다.
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